光伏箱变测控装置在光伏电站中应用

摘要：光伏箱变测控装置在光伏电站中应用 关键词：光伏箱变测控装置

光伏电站作为重要资产，其运维的重要性不言而喻，从运维的角度，对于企业自行建设并且持有的，或工程外包给第三方但自己持有的电站，在建设的整个过程，从前期项目开发、系统设计、施工和竣工验收等关节需要运维人员进行把控，包括电站由总包方移交给业主的时候涉及到的一些前期资料、技术资料（含设备资料、验收文件、合同和财务文件）等。另外对于收购的电站，上述需要的资料文件，涉及的相关手续和合同等必须完整，同时还需要对电站的整体质量进行检测和评估，需要整改的工作也应在移交前完成。然而纵观现实情况，电站运维会面临各种困难，如施工方配合不佳，问题整改拖延，电站质量参差不齐，低效组件滥竽充数，系统设计诸多不合理，施工质量严重等等问题一直萦绕在运维人员的心头，这些问题需要引起我们的重视。

对于已经接手的电站，首先需要根据自身电站和人员配备情况，制定合理的运维分工和科学的管理制度，如生产运行制度，安全管理制度，应急消防制度，设备运行规程等，其中生产运行制度所规定的日常巡检工作，定期巡检和特殊情况下巡检是必不可少的，可以及时掌握电站的运行状态，发现已经存在的或潜在的问题，确保正常发电。安全管理贯穿运维的全过程，包括合理使用安全工器具和安全操作规范等，以保障人身安全和设备安全。由于新手现场操作技能和故障判断分析经验有限，需要熟练人员对其进行培训，对于高压电气部分，还需要有高压作业进网许可证方可持证上岗。

光伏电站运行中，直流侧和交流侧均会产生故障，对于逆变器、升压站和汇集电缆，发生故障的频率虽然较少，但是一旦发生故障，对发电量影响很大，故障可从可后台监控实时运行状态看到。而对于直流侧方阵组串，由于其组串数量较多，故障不容易被发现，且发生故障频次较多，对发电量影响占重要位置，同时这部分也存在一定的发电量可提升空间，需要运维人员去关注。如图1所示为电站上各设备发生故障频次和比例统计曲线，由图可见，组件、汇流箱和逆变器出现的总故障频次占总故障比例的90%左右，而电缆、箱变、土建和升压站等方面的故障占比较小。组件问题如组件松动、热斑失效、玻璃破裂、接线盒二极管失效等，这些问题除了施工未紧固压块带来组件松动外，其余主要和自身质量有关。

图1 电站问题分类

汇流箱主要集中在熔断器烧毁（保险丝质量或选用的熔断器额定电流过小）、断路器问题（如发热、跳闸）、通讯异常（含汇流箱通讯采集模块损坏问题）、接线端子发热（端子松动，电阻过大）、支路故障（接地故障、过流）、直流拉弧等问题，参考图2。

图2 汇流箱常见故障

逆变器主要集中在模块（主板）故障（一般由于排风系统不良，机柜温度过高造成）、模块过温（模块自身散热问题）、风扇损坏问题、熔断器烧毁、烟感器故障、断路器跳闸、启动异常、接地故障等。直流电缆主要集中在接地故障、绝缘皮破损（施工引起或车辆碾压）、电缆头击穿问题、电缆发热（设计院设计和实际不符，线径较小，发热将难以避免）、短路等，如施工时外皮破损，埋深较浅，特别有些地面电站土质为砂石地，若电缆埋深较浅，运维车辆经过时，很容易碾压到电缆致其破损，需要运维在巡检时及时发现处理。 其他的问题如电站基础下陷，或者土地因雨水冲刷塌陷造成支架倾斜，有的未做防洪措施。户外油性箱变主要有漏油、油位偏低、断路器故障等问题。

在电站运行期间，上述常见故障可能在未来运行期间又重复发生，或者又暴露出新的问题，我们需要做的就是通过以上类似的方法定期对故障进行分析和分类整理，发生故障后第一时间处理，对故障频发区域加强巡检，尽量将故障损失减少到最小，另一方面，故障的发现、分析、解决过程对于运维人员来说，也是提高自身能力的途径之一。

随着企业持有光伏电站的规模越来越大，传统的电站管理方法已经不太适用，在这样的背景下，为电站运维量身打造的电站营维系统应运而生，它不仅减少了运维人员的工作量，而且系统功能也非常强大，像数据采集、数据分析（气象数据、发电量统计、PR分析、设备运行）、组串故障定位、告警中心、缺陷管理、自动化报表管理等功能。其中数据是营维系统的关键，如汇流箱组串电流、电压数据，逆变器实时电压、发电量、实时功率等数据，还包括箱变、高压侧、并网点等关键点的实时数据。营维系统以实时数据为基础，使得电站的运维更加高效，是非常有效的技术手段。

我司的箱变保护测控装置采用一体化设计，依靠后台综合自动化系统，对光伏电站进行保护和远程监控和信息采集，全面实现对风电箱变的“遥信、遥测、遥控、遥调”功能；实现风电或者光伏工程的“少人值班” 的运行管理模式。集中了多种保护测控、非电量保护、通讯、就地控制等功能，一台设备即可完成多个设备才能协调完成的任务，在保证产对变压器的保护、测控、信息交换等相同的功能前提下，降低了产品使用难度和运行维护成本。